OSDN Git Service

2004-05-19 H.J. Lu <hongjiu.lu@intel.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libjava / boehm.cc
1 // boehm.cc - interface between libjava and Boehm GC.
2
3 /* Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003  Free Software Foundation
4
5    This file is part of libgcj.
6
7 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
8 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
9 details.  */
10
11 #include <config.h>
12
13 #include <stdio.h>
14 #include <limits.h>
15
16 #include <jvm.h>
17 #include <gcj/cni.h>
18
19 #include <java/lang/Class.h>
20 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
21 #include <java-interp.h>
22
23 // More nastiness: the GC wants to define TRUE and FALSE.  We don't
24 // need the Java definitions (themselves a hack), so we undefine them.
25 #undef TRUE
26 #undef FALSE
27
28 extern "C"
29 {
30 #include <private/gc_pmark.h>
31 #include <gc_gcj.h>
32
33 #ifdef THREAD_LOCAL_ALLOC
34 # define GC_REDIRECT_TO_LOCAL
35 # include <gc_local_alloc.h>
36 #endif
37
38   // These aren't declared in any Boehm GC header.
39   void GC_finalize_all (void);
40   ptr_t GC_debug_generic_malloc (size_t size, int k, GC_EXTRA_PARAMS);
41 };
42
43 #define MAYBE_MARK(Obj, Top, Limit, Source, Exit)  \
44         Top=GC_MARK_AND_PUSH((GC_PTR)Obj, Top, Limit, (GC_PTR *)Source)
45
46 // `kind' index used when allocating Java arrays.
47 static int array_kind_x;
48
49 // Freelist used for Java arrays.
50 static ptr_t *array_free_list;
51
52 // Lock used to protect access to Boehm's GC_enable/GC_disable functions.
53 static _Jv_Mutex_t disable_gc_mutex;
54
55 \f
56
57 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
58 // object.  We use `void *' arguments and return, and not what the
59 // Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
60 void *
61 _Jv_MarkObj (void *addr, void *msp, void *msl, void * /* env */)
62 {
63   mse *mark_stack_ptr = (mse *) msp;
64   mse *mark_stack_limit = (mse *) msl;
65   jobject obj = (jobject) addr;
66
67   // FIXME: if env is 1, this object was allocated through the debug
68   // interface, and addr points to the beginning of the debug header.
69   // In that case, we should really add the size of the header to addr.
70
71   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
72   // The object might not yet have its vtable set, or it might
73   // really be an object on the freelist.  In either case, the vtable slot
74   // will either be 0, or it will point to a cleared object.
75   // This assumes Java objects have size at least 3 words,
76   // including the header.   But this should remain true, since this
77   // should only be used with debugging allocation or with large objects.
78   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
79     return mark_stack_ptr;
80   jclass klass = dt->clas;
81   ptr_t p;
82
83 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
84     // Every object has a sync_info pointer.
85     p = (ptr_t) obj->sync_info;
86     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj, o1label);
87 # endif
88   // Mark the object's class.
89   p = (ptr_t) klass;
90   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, obj, o2label);
91
92   if (__builtin_expect (klass == &java::lang::Class::class$, false))
93     {
94       // Currently we allocate some of the memory referenced from class objects
95       // as pointerfree memory, and then mark it more intelligently here.
96       // We ensure that the ClassClass mark descriptor forces invocation of
97       // this procedure.
98       // Correctness of this is subtle, but it looks OK to me for now.  For the incremental
99       // collector, we need to make sure that the class object is written whenever
100       // any of the subobjects are altered and may need rescanning.  This may be tricky
101       // during construction, and this may not be the right way to do this with
102       // incremental collection.
103       // If we overflow the mark stack, we will rescan the class object, so we should
104       // be OK.  The same applies if we redo the mark phase because win32 unmapped part
105       // of our root set.               - HB
106       jclass c = (jclass) addr;
107
108       p = (ptr_t) c->name;
109       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c3label);
110       p = (ptr_t) c->superclass;
111       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c4label);
112       for (int i = 0; i < c->constants.size; ++i)
113         {
114           /* FIXME: We could make this more precise by using the tags -KKT */
115           p = (ptr_t) c->constants.data[i].p;
116           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5label);
117         }
118
119 #ifdef INTERPRETER
120       if (_Jv_IsInterpretedClass (c))
121         {
122           p = (ptr_t) c->constants.tags;
123           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5alabel);
124           p = (ptr_t) c->constants.data;
125           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5blabel);
126           p = (ptr_t) c->vtable;
127           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c5clabel);
128         }
129 #endif
130
131       // If the class is an array, then the methods field holds a
132       // pointer to the element class.  If the class is primitive,
133       // then the methods field holds a pointer to the array class.
134       p = (ptr_t) c->methods;
135       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c6label);
136
137       // The vtable might have been set, but the rest of the class
138       // could still be uninitialized.  If this is the case, then
139       // c.isArray will SEGV.  We check for this, and if it is the
140       // case we just return.
141       if (__builtin_expect (c->name == NULL, false))
142         return mark_stack_ptr;
143
144       if (! c->isArray() && ! c->isPrimitive())
145         {
146           // Scan each method in the cases where `methods' really
147           // points to a methods structure.
148           for (int i = 0; i < c->method_count; ++i)
149             {
150               p = (ptr_t) c->methods[i].name;
151               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
152                              cm1label);
153               p = (ptr_t) c->methods[i].signature;
154               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
155                              cm2label);
156             }
157         }
158
159       // Mark all the fields.
160       p = (ptr_t) c->fields;
161       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8label);
162       for (int i = 0; i < c->field_count; ++i)
163         {
164           _Jv_Field* field = &c->fields[i];
165
166 #ifndef COMPACT_FIELDS
167           p = (ptr_t) field->name;
168           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8alabel);
169 #endif
170           p = (ptr_t) field->type;
171           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8blabel);
172
173           // For the interpreter, we also need to mark the memory
174           // containing static members
175           if ((field->flags & java::lang::reflect::Modifier::STATIC))
176             {
177               p = (ptr_t) field->u.addr;
178               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c8clabel);
179
180               // also, if the static member is a reference,
181               // mark also the value pointed to.  We check for isResolved
182               // since marking can happen before memory is allocated for
183               // static members.
184               if (JvFieldIsRef (field) && field->isResolved()) 
185                 {
186                   jobject val = *(jobject*) field->u.addr;
187                   p = (ptr_t) val;
188                   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit,
189                               c, c8elabel);
190                 }
191             }
192         }
193
194       p = (ptr_t) c->vtable;
195       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, c9label);
196       p = (ptr_t) c->interfaces;
197       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cAlabel);
198       for (int i = 0; i < c->interface_count; ++i)
199         {
200           p = (ptr_t) c->interfaces[i];
201           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cClabel);
202         }
203       p = (ptr_t) c->loader;
204       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cBlabel);
205       p = (ptr_t) c->arrayclass;
206       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cDlabel);
207       p = (ptr_t) c->protectionDomain;
208       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cPlabel);
209       p = (ptr_t) c->hack_signers;
210       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cSlabel);
211       p = (ptr_t) c->aux_info;
212       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c, cTlabel);
213
214 #ifdef INTERPRETER
215       if (_Jv_IsInterpretedClass (c))
216         {
217           _Jv_InterpClass* ic = (_Jv_InterpClass*) c->aux_info;
218
219           p = (ptr_t) ic->interpreted_methods;
220           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, cElabel);
221
222           for (int i = 0; i < c->method_count; i++)
223             {
224               p = (ptr_t) ic->interpreted_methods[i];
225               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, \
226                           cFlabel);
227
228               // Mark the direct-threaded code.
229               if ((c->methods[i].accflags
230                    & java::lang::reflect::Modifier::NATIVE) == 0)
231                 {
232                   _Jv_InterpMethod *im
233                     = (_Jv_InterpMethod *) ic->interpreted_methods[i];
234                   if (im)
235                     {
236                       p = (ptr_t) im->prepared;
237                       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, \
238                                   cFlabel);
239                     }
240                 }
241
242               // The interpreter installs a heap-allocated trampoline
243               // here, so we'll mark it.
244               p = (ptr_t) c->methods[i].ncode;
245               MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, c,
246                           cm3label);
247             }
248
249           p = (ptr_t) ic->field_initializers;
250           MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, ic, cGlabel);
251           
252         }
253 #endif
254
255     }
256   else
257     {
258       // NOTE: each class only holds information about the class
259       // itself.  So we must do the marking for the entire inheritance
260       // tree in order to mark all fields.  FIXME: what about
261       // interfaces?  We skip Object here, because Object only has a
262       // sync_info, and we handled that earlier.
263       // Note: occasionally `klass' can be null.  For instance, this
264       // can happen if a GC occurs between the point where an object
265       // is allocated and where the vtbl slot is set.
266       while (klass && klass != &java::lang::Object::class$)
267         {
268           jfieldID field = JvGetFirstInstanceField (klass);
269           jint max = JvNumInstanceFields (klass);
270
271           for (int i = 0; i < max; ++i)
272             {
273               if (JvFieldIsRef (field))
274                 {
275                   jobject val = JvGetObjectField (obj, field);
276                   p = (ptr_t) val;
277                   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit,
278                               obj, elabel);
279                 }
280               field = field->getNextField ();
281             }
282           klass = klass->getSuperclass();
283         }
284     }
285
286   return mark_stack_ptr;
287 }
288
289 // This is called by the GC during the mark phase.  It marks a Java
290 // array (of objects).  We use `void *' arguments and return, and not
291 // what the Boehm GC wants, to avoid pollution in our headers.
292 void *
293 _Jv_MarkArray (void *addr, void *msp, void *msl, void * /*env*/)
294 {
295   mse *mark_stack_ptr = (mse *) msp;
296   mse *mark_stack_limit = (mse *) msl;
297   jobjectArray array = (jobjectArray) addr;
298
299   _Jv_VTable *dt = *(_Jv_VTable **) addr;
300   // Assumes size >= 3 words.  That's currently true since arrays have
301   // a vtable, sync pointer, and size.  If the sync pointer goes away,
302   // we may need to round up the size.
303   if (__builtin_expect (! dt || !(dt -> get_finalizer()), false))
304     return mark_stack_ptr;
305   jclass klass = dt->clas;
306   ptr_t p;
307
308 # ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
309     // Every object has a sync_info pointer.
310     p = (ptr_t) array->sync_info;
311     MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array, e1label);
312 # endif
313   // Mark the object's class.
314   p = (ptr_t) klass;
315   MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, &(dt -> clas), o2label);
316
317   for (int i = 0; i < JvGetArrayLength (array); ++i)
318     {
319       jobject obj = elements (array)[i];
320       p = (ptr_t) obj;
321       MAYBE_MARK (p, mark_stack_ptr, mark_stack_limit, array, e2label);
322     }
323
324   return mark_stack_ptr;
325 }
326
327 // Generate a GC marking descriptor for a class.
328 //
329 // We assume that the gcj mark proc has index 0.  This is a dubious assumption,
330 // since another one could be registered first.  But the compiler also
331 // knows this, so in that case everything else will break, too.
332 #define GCJ_DEFAULT_DESCR GC_MAKE_PROC(GC_GCJ_RESERVED_MARK_PROC_INDEX,0)
333
334 void *
335 _Jv_BuildGCDescr(jclass self)
336 {
337   jlong desc = 0;
338   jint bits_per_word = CHAR_BIT * sizeof (void *);
339
340   // Note: for now we only consider a bitmap mark descriptor.  We
341   // could also handle the case where the first N fields of a type are
342   // references.  However, this is not very likely to be used by many
343   // classes, and it is easier to compute things this way.
344
345   // The vtable pointer.
346   desc |= 1ULL << (bits_per_word - 1);
347 #ifndef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
348   // The sync_info field.
349   desc |= 1ULL << (bits_per_word - 2);
350 #endif
351
352   for (jclass klass = self; klass != NULL; klass = klass->getSuperclass())
353     {
354       jfieldID field = JvGetFirstInstanceField(klass);
355       int count = JvNumInstanceFields(klass);
356
357       for (int i = 0; i < count; ++i)
358         {
359           if (field->isRef())
360             {
361               unsigned int off = field->getOffset();
362               // If we run into a weird situation, we bail.
363               if (off % sizeof (void *) != 0)
364                 return (void *) (GCJ_DEFAULT_DESCR);
365               off /= sizeof (void *);
366               // If we find a field outside the range of our bitmap,
367               // fall back to procedure marker. The bottom 2 bits are
368               // reserved.
369               if (off >= bits_per_word - 2)
370                 return (void *) (GCJ_DEFAULT_DESCR);
371               desc |= 1ULL << (bits_per_word - off - 1);
372             }
373
374           field = field->getNextField();
375         }
376     }
377
378   // For bitmap mark type, bottom bits are 01.
379   desc |= 1;
380   // Bogus warning avoidance (on many platforms).
381   return (void *) (unsigned long) desc;
382 }
383
384 // Allocate some space that is known to be pointer-free.
385 void *
386 _Jv_AllocBytes (jsize size)
387 {
388   void *r = GC_MALLOC_ATOMIC (size);
389   // We have to explicitly zero memory here, as the GC doesn't
390   // guarantee that PTRFREE allocations are zeroed.  Note that we
391   // don't have to do this for other allocation types because we set
392   // the `ok_init' flag in the type descriptor.
393   memset (r, 0, size);
394   return r;
395 }
396
397 // Allocate space for a new Java array.
398 // Used only for arrays of objects.
399 void *
400 _Jv_AllocArray (jsize size, jclass klass)
401 {
402   void *obj;
403   const jsize min_heap_addr = 16*1024;
404   // A heuristic.  If size is less than this value, the size
405   // stored in the array can't possibly be misinterpreted as
406   // a pointer.   Thus we lose nothing by scanning the object
407   // completely conservatively, since no misidentification can
408   // take place.
409   
410 #ifdef GC_DEBUG
411   // There isn't much to lose by scanning this conservatively.
412   // If we didn't, the mark proc would have to understand that
413   // it needed to skip the header.
414   obj = GC_MALLOC(size);
415 #else
416   if (size < min_heap_addr) 
417     obj = GC_MALLOC(size);
418   else 
419     obj = GC_generic_malloc (size, array_kind_x);
420 #endif
421   *((_Jv_VTable **) obj) = klass->vtable;
422   return obj;
423 }
424
425 /* Allocate space for a new non-Java object, which does not have the usual 
426    Java object header but may contain pointers to other GC'ed objects. */
427 void *
428 _Jv_AllocRawObj (jsize size)
429 {
430   return (void *) GC_MALLOC (size);
431 }
432
433 static void
434 call_finalizer (GC_PTR obj, GC_PTR client_data)
435 {
436   _Jv_FinalizerFunc *fn = (_Jv_FinalizerFunc *) client_data;
437   jobject jobj = (jobject) obj;
438
439   (*fn) (jobj);
440 }
441
442 void
443 _Jv_RegisterFinalizer (void *object, _Jv_FinalizerFunc *meth)
444 {
445   GC_REGISTER_FINALIZER_NO_ORDER (object, call_finalizer, (GC_PTR) meth,
446                                   NULL, NULL);
447 }
448
449 void
450 _Jv_RunFinalizers (void)
451 {
452   GC_invoke_finalizers ();
453 }
454
455 void
456 _Jv_RunAllFinalizers (void)
457 {
458   GC_finalize_all ();
459 }
460
461 void
462 _Jv_RunGC (void)
463 {
464   GC_gcollect ();
465 }
466
467 long
468 _Jv_GCTotalMemory (void)
469 {
470   return GC_get_heap_size ();
471 }
472
473 long
474 _Jv_GCFreeMemory (void)
475 {
476   return GC_get_free_bytes ();
477 }
478
479 void
480 _Jv_GCSetInitialHeapSize (size_t size)
481 {
482   size_t current = GC_get_heap_size ();
483   if (size > current)
484     GC_expand_hp (size - current);
485 }
486
487 void
488 _Jv_GCSetMaximumHeapSize (size_t size)
489 {
490   GC_set_max_heap_size ((GC_word) size);
491 }
492
493 // From boehm's misc.c 
494 extern "C" void GC_enable();
495 extern "C" void GC_disable();
496
497 void
498 _Jv_DisableGC (void)
499 {
500   _Jv_MutexLock (&disable_gc_mutex); 
501   GC_disable();
502   _Jv_MutexUnlock (&disable_gc_mutex); 
503 }
504
505 void
506 _Jv_EnableGC (void)
507 {
508   _Jv_MutexLock (&disable_gc_mutex); 
509   GC_enable();
510   _Jv_MutexUnlock (&disable_gc_mutex); 
511 }
512
513 static void * handle_out_of_memory(size_t)
514 {
515   _Jv_ThrowNoMemory();
516 }
517
518 void
519 _Jv_InitGC (void)
520 {
521   int proc;
522
523   // Ignore pointers that do not point to the start of an object.
524   GC_all_interior_pointers = 0;
525
526   // Configure the collector to use the bitmap marking descriptors that we
527   // stash in the class vtable.
528   GC_init_gcj_malloc (0, (void *) _Jv_MarkObj);  
529
530   // Cause an out of memory error to be thrown from the allocators,
531   // instead of returning 0.  This is cheaper than checking on allocation.
532   GC_oom_fn = handle_out_of_memory;
533
534   GC_java_finalization = 1;
535
536   // We use a different mark procedure for object arrays. This code 
537   // configures a different object `kind' for object array allocation and
538   // marking. FIXME: see above.
539   array_free_list = (ptr_t *) GC_generic_malloc_inner ((MAXOBJSZ + 1)
540                                                        * sizeof (ptr_t),
541                                                        PTRFREE);
542   memset (array_free_list, 0, (MAXOBJSZ + 1) * sizeof (ptr_t));
543
544   proc = GC_n_mark_procs++;
545   GC_mark_procs[proc] = (GC_mark_proc) _Jv_MarkArray;
546
547   array_kind_x = GC_n_kinds++;
548   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_freelist = array_free_list;
549   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_reclaim_list = 0;
550   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_descriptor = GC_MAKE_PROC (proc, 0);
551   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_relocate_descr = FALSE;
552   GC_obj_kinds[array_kind_x].ok_init = TRUE;
553
554   _Jv_MutexInit (&disable_gc_mutex);
555 }
556
557 #ifdef JV_HASH_SYNCHRONIZATION
558 // Allocate an object with a fake vtable pointer, which causes only
559 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
560 // Eventually this should probably be generalized.
561
562 static _Jv_VTable trace_one_vtable = {
563     0,                  // class pointer
564     (void *)(2 * sizeof(void *)),
565                         // descriptor; scan 2 words incl. vtable ptr.
566                         // Least significant bits must be zero to
567                         // identify this as a length descriptor
568     {0}                 // First method
569 };
570
571 void *
572 _Jv_AllocTraceOne (jsize size /* includes vtable slot */) 
573 {
574   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_one_vtable);
575 }
576
577 // Ditto for two words.
578 // the first field (beyond the fake vtable pointer) to be traced.
579 // Eventually this should probably be generalized.
580
581 static _Jv_VTable trace_two_vtable =
582 {
583   0,                    // class pointer
584   (void *)(3 * sizeof(void *)),
585                         // descriptor; scan 3 words incl. vtable ptr.
586   {0}                   // First method
587 };
588
589 void *
590 _Jv_AllocTraceTwo (jsize size /* includes vtable slot */) 
591 {
592   return GC_GCJ_MALLOC (size, &trace_two_vtable);
593 }
594
595 #endif /* JV_HASH_SYNCHRONIZATION */
596
597 void
598 _Jv_GCInitializeFinalizers (void (*notifier) (void))
599 {
600   GC_finalize_on_demand = 1;
601   GC_finalizer_notifier = notifier;
602 }
603
604 void
605 _Jv_GCRegisterDisappearingLink (jobject *objp)
606 {
607   GC_general_register_disappearing_link ((GC_PTR *) objp, (GC_PTR) *objp);
608 }
609
610 jboolean
611 _Jv_GCCanReclaimSoftReference (jobject)
612 {
613   // For now, always reclaim soft references.  FIXME.
614   return true;
615 }